§ 21. Экологические ниши и среды жизни

Определения и обозначения

Среда жизни — совокупность условий, в которых живут организмы. Различают водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную среды. Это понятие помогает описать общие условия существования, но не объясняет образ жизни каждого вида. Для этого нужно учитывать и его экологическую нишу.

Экологическая ниша — место вида в сообществе и совокупность условий и ресурсов, необходимых ему для жизни и размножения. Она включает не только пищу и пространство, но и взаимодействия вида с другими организмами. Это понятие нужно, чтобы понять, какую роль вид играет в сообществе. По нише можно объяснять конкуренцию или сосуществование видов.

Местообитание — участок среды, где обитает организм. Например, местообитанием может быть лесной участок или берег водоёма. Оно показывает, где искать организм, но не описывает, чем он питается и когда активен. Поэтому местообитание — лишь часть представления о его нише.

Экологический фактор — любое условие среды, влияющее на организм. Температура и освещённость — абиотические факторы, то есть связанные с неживой природой. Пища, хищники и конкуренты — биотические факторы, связанные с организмами. Различать факторы нужно, чтобы понимать, какие именно условия влияют на жизнь вида.

Как это устроено

В четырёх средах неодинаково доступны вода, кислород, свет и пища. В воде обычно достаточно влаги и растворённого кислорода, но его количество может быть ограниченным; свет проникает лишь на определённую глубину. На суше кислорода много, однако организму приходится предотвращать потерю воды, а условия температуры и влажности меняются. В почве мало света и свободного пространства, а вода и воздух распределены неравномерно; внутри другого организма условия могут быть сравнительно стабильными, но пищу и пространство хозяина приходится использовать, не разрушая их полностью.

Различия среды создают разные трудности, поэтому естественный отбор сохраняет полезные для каждого образа жизни особенности. Обтекаемая форма тела и плавники помогают водным животным двигаться, а покровы растений уменьшают испарение на суше. Почвенным организмам полезны вытянутое гибкое тело и способность ориентироваться при слабом освещении. Организмам, живущим внутри хозяина, нужны способы получать питание и переносить условия организма-хозяина; их приспособления не одинаковы и зависят от конкретной ниши.

Экологическая ниша складывается из условий, в которых вид способен жить и размножаться, ресурсов, которые он использует, и связей с другими организмами. К ресурсам относятся пища, вода, убежища и места для размножения. Связями могут быть отношения хищника и жертвы, конкуренция или использование одного организма другим. Поэтому ниша описывает не точку на карте, а способ существования вида в сообществе.

Местообитание отвечает на вопрос «где?», а ниша — ещё и на вопросы «чем питается?», «когда активен?» и «с кем взаимодействует?». Два вида могут жить на одном участке леса, но добывать пищу в разных частях деревьев или в разное время. Тогда их местообитание совпадает, а используемые ресурсы и связи различаются. Значит, один участок может вмещать несколько экологических ниш.

Если виды используют одни и те же ограниченные ресурсы, им приходится конкурировать за них. Чем больше совпадают их потребности и способы использования ресурсов, тем сильнее может быть конкуренция. Сосуществование становится возможнее, когда виды разделяют пищу, участки пространства или время активности. Такое разделение уменьшает прямое столкновение потребностей, хотя не отменяет влияния других факторов среды.

Среды жизни и их характерные условия

Сравнивайте среды не по одному признаку, а сразу по доступности ресурсов и главным трудностям. Приспособление в таблице — пример, а не обязательный признак всех обитателей данной среды. Один вид может использовать разные среды на разных этапах жизни.

Разбор задач

Задача 1. Назовите среду жизни дождевого червя и укажите два условия, к которым он приспособлен. Чтобы ответить, нужно определить, где червь проводит основную часть жизни, а затем назвать особенности этого места. Не следует путать среду с отдельным фактором, например влажностью.

1. Дождевой червь живёт в почве, значит, его среда жизни — почвенная.
2. В почве мало света, поэтому червь приспособлен к жизни без зрительной ориентации на свет.
3. Почва может быть плотной и ограничивать движение, поэтому гибкое вытянутое тело помогает передвигаться в узких ходах. Влажность тоже важна: влажная почва помогает червю не высыхать.

Ответ: среда жизни дождевого червя — почвенная. Среди характерных условий — недостаток света и плотность почвы; к ним подходят особенности его строения и образа жизни. Влажность также имеет значение, поэтому черви часто оказываются ближе к поверхности после дождя.

Задача 2. Два вида птиц обитают в одном лесу, но кормятся на разных участках деревьев. Объясните, почему они могут занимать разные экологические ниши. Условие сообщает об общем местообитании и различии в использовании пространства. Нужно установить, как это различие может уменьшить конкуренцию за пищу.

1. Лес — общее местообитание обоих видов, поскольку оба живут на этой территории.
2. Разные участки деревьев могут давать птицам разные возможности для добычи пищи. Если виды регулярно используют разные участки или находят там разные корма, их ресурсы не полностью совпадают.
3. Ниша включает ресурсы и способ их использования, а не только место. Поэтому птицы могут занимать разные ниши, даже оставаясь в одном лесу.

Ответ: виды могут занимать разные экологические ниши, потому что используют разные участки деревьев и, возможно, разные пищевые ресурсы. Разделение кормовых мест уменьшает непосредственную конкуренцию. Само по себе общее местообитание не означает совпадения ниш.

Задача 3. Два вида рыб питаются одной и той же пищей на одной глубине. Предскажите возможное последствие и предложите способ уменьшения конкуренции. Здесь указаны одинаковые ресурсы и одинаковые условия их добычи, то есть ниши в этой части сильно сходны. Нужно учесть, что ресурсы могут быть ограниченными.

1. Одинаковая пища на одной глубине может быть общим ограниченным ресурсом для двух видов.
2. Если корма не хватает, виды будут конкурировать; одному из них может стать труднее получать пищу и поддерживать численность.
3. Конкуренция может ослабнуть, если виды начнут использовать разные виды корма, глубины или время кормления. Это разделит ресурсы или условия их добычи.

Ответ: вероятно усиление конкуренции за пищу. Её можно уменьшить, если рыбы будут кормиться на разных глубинах или в разное время, либо использовать разные источники пищи. Это позволит им частично разделить ниши и повысит возможность сосуществования.

Типичные ошибки

Ошибка — считать экологическую нишу только местом обитания. Так путают понятия, потому что оба связаны с тем, где можно встретить организм. Но ниша также включает условия жизни, ресурсы и связи вида; проверьте себя вопросами «чем питается?» и «как взаимодействует?». Если ответ назвал только территорию, описание ниши неполное.

Ошибка — путать среду жизни с экологическим фактором. Среда — совокупность многих условий, тогда как фактором называют отдельное воздействие, например температуру или присутствие хищника. Путаница возникает из-за того, что оба понятия описывают влияние окружающего мира. Для проверки попробуйте назвать фактор одним конкретным словом, а среду — целым набором условий.

Ошибка — считать, что все организмы одной среды приспособлены одинаково. Такое предположение возникает, если ориентироваться только на место жизни и не учитывать различия в питании и поведении. На деле приспособления зависят от образа жизни и ниши конкретного вида. Проверьте себя: одинаковая ли у организмов пища, способ передвижения и время активности?

Ошибка — утверждать, что виды в одном местообитании обязательно занимают одну нишу. Это неверно, потому что участок может содержать разные ресурсы и условия, а виды способны использовать их по-разному. Общее место иногда создаёт конкуренцию, но само по себе не доказывает совпадение ниш. Чтобы проверить вывод, сравните пищу, участки кормления и другие используемые ресурсы.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно знать, что организмы зависят от условий среды и взаимодействуют друг с другом. Эти связи помогают объяснить, почему один и тот же фактор может быть важен для одного вида и не столь значим для другого. Представления о средах жизни позволяют связывать условия обитания с особенностями строения и поведения организмов. Так становится понятнее, почему виды распространены не повсюду.

Понятие экологической ниши пригодится при изучении сообществ и конкуренции. Сравнивая ниши, можно предположить, какие виды будут соперничать за пищу или пространство. Разделение ресурсов помогает объяснять сосуществование видов и устойчивость экосистем. Поэтому ниша связывает особенности отдельного вида с устройством сообщества.

Что запомнить

• Выделяют водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную среды жизни.
• Каждая среда отличается характерными условиями и трудностями для организмов.
• Экологическая ниша включает условия жизни вида, его ресурсы и связи с другими организмами.
• Местообитание указывает, где живёт организм, но не раскрывает его нишу.
• Чем сильнее совпадают ниши видов, тем вероятнее конкуренция за ресурсы.
• Разделение ресурсов и условий может уменьшать конкуренцию.